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对桩基施工中的问题研究

2013-05-28蔡邵华

科学时代·上半月 2013年4期
关键词:灌注桩工民建承载力

蔡邵华

【摘 要】随着经济的高速发展,建筑技术也是迅猛的发展起来,为缓和城市用地矛盾,高层建筑愈发增加,给基础处理提出了更高的要求,桩基础是工民建筑工程项目一种常用的基础形式,它具有诸多优点,在工民建筑施工中应用广泛。本文就灌注桩容易产生的些问题谈些笔者的看法,为今后相关研究与实践工作的开展提供一定帮助及借鉴。

【关键词】工民建;承载力;灌注桩;问题研究

前 言:

目前,随着经济和科学技术的发展,新材料、新结构不断出现。大规模的土木工程结构也是越来越多,当然也是存在很多的问题。具体到桩基工程施工来说,当前工民建施工作业所接触到的桩基类型、桩基设备以及桩基设计均发生了较为显著的变化,其在工民建基础建设中的重要意义更为显著。笔者针对桩基工程施工技术在工民建中几大关键运用问题进行了探讨。

一 、桩基的选择

在建筑工程中对桩基的选择具体有以下几个方面:①从硬质岩嵌岩桩而言,在旋转钻进方式与冲击钻进方式中应当以受力作用的集中为前提,优选冲击钻进方式;②对于持力层较深的桩基工程而言,机械挖孔作业与人工挖孔作业中应当避免选择人工挖孔。这是受作业难度、成本控制以及工程排水等方面因素所共同影响的;③在针对预应力管桩进行选取以及挖孔桩清底进行施工作业的过程当中应当充分考虑岩石风化物自身在水体浸泡过程当中的易软化特征;④对于场地岩土工程地质条件下的工民建施工而言,桩基工程施工的应用优势并不显著:一方面,工民建施工安全无法得到可靠性保障; 另一方面,受到持力层埋藏深度过大的因素影响,桩基施工的经济优势无法得到充分体现。考虑到以上几个方面引入,在桩基选择的过程当中我们需要把握各类桩基自身的特点,进行最优化选择:a) 预制桩。此类桩基最显著的特点在于其单位面积内的作用力承载强,能够适用于持力土层比较松散的夹层施工以及水下桩基施工,并且其有着价格方面的优势,现阶段工民建中应用比较频繁。b) 灌注桩。此类桩基的特点在于桩基长度能够依照工民建施工实际进行合理调整,现阶段主要应用于高层住宅项目施工当中。

二 、桩基础施工中常见的问题分析

相对工程实例中预制桩问题较多一些,以下是对桩基施工中常见问题作出分析:单桩的承载力不足。该问题主要存在于预制桩,从工程实践和实验结果来看,造成单桩承载力不足原因是多方面的,有桩端没有能够进入设计所规定的持力层、桩弯曲度过大、桩断裂等等。桩位偏移。造成该问题的原因也是多方面的,对于预制桩施工的一个主要原因是桩位放线不准确和错误的打桩顺序造成的。吊脚桩。吊脚桩指的是桩底部混凝土隔空或者进入了泥沙导致了松软层的形成。其成因主要有以下三个方面:1、预制桩尖质量劣质,导致沉管时轻易地被破坏,泥沙水被挤入桩管或者是桩尖破坏后被挤入了桩管内,导致拔管到一定的距离后混凝土才落下,致使吊脚桩的形成;2、因为混凝土材料的问题引起的,比如说塌落度小、易性差等等。3、混凝土浇灌施工存在问题,中间的间隔时间过长,超出了混凝土的初凝时间,导致先后两次浇灌的混凝土直接未能很好地结合在一起。颈缩。颈缩现象指的是在桩身的某处出现桩径缩小的现象,问题主要呈现于在套管成孔灌注桩和导管水下灌注混凝土桩的施工中。分析其原因大多是因为施工操作不到位,抽管的速度过快,另外还有来自于土质的原因。塌孔。在泥浆护壁成孔施工过程中,经常会出现塌孔现象,这主要是由于桩孔内水压不够或孔内的泥浆比重不合格造成的。

三、施工过程中质量控制

工民建桩基工程中钻孔灌注桩比预制桩应用广泛,因为钻孔灌注桩工价底、工期短,而且在功能型上可以做较大的尺寸,能够深入的土层深度更大,承载力较等等优点,现就以灌注桩施工过程中的质量控制为例谈2点:

1、在钻孔的过程中控制:(1)由于土质松散,如果没有很好实施泥浆护壁,容易造成钻孔壁坍塌。对于该问题的处理,通常情况下是用优质的泥浆,在终孔后实施泥浆补给,确保水头高度符合要求。(2)如果泥浆性能比较差,失水率超出标准范围,容易造成桩孔局部缩径。对于该问题的处理,通常情况下是用优质的泥浆,在施工中严格把握好泥浆比重和黏稠度,有效地降低失水率。(3)如果钻机安放不到位或不平整,钻杆弯曲超出了标准和限制要求,加上场区的土层软硬程度又不均匀,桩孔偏移倾斜。对于该问题的处理,我们要重视钻机的选取并严格安装并稳固好,使用钻铤加压,对于软硬互层的土质应该采用轻压慢转技术工艺。(4)如果在实际的施工中泥浆过稀,清孔未净,泥浆比重过小,清孔后等待灌注混泥土时间过长,这些都容易造成孔底沉渣过多。对于该问题的处理,在终孔环节结束后,保持低转速,选用优质泥浆继续实施循环清孔步骤,等清孔这一步骤结束后立刻采用导管灌注混凝土。

2、成桩过程控制:(1)如果我们在施工中选取的原料粒径比较大,或是混凝土搅拌不是很均匀,或是导管连接部位没有很好的密封性能而形成高压气阻,这些原因都容易造成导管的堵塞。该问题的处理是,严格控制原材料质量,在混凝土配合比上把好关,在搅拌混凝土时要确保均匀,导管连接部位要保证密封严实。(2)如果钢筋笼的制作质量存在问题或是钢筋笼放置存在着较大的误差,容易导致钢筋笼的上浮。这个问题的处理也是有针对性地两个方面,加强钢筋龙的制作工艺,安放钢筋笼时应确保位置应准确。(3)孔距过小,土层松软,在混凝土冲击力的作用下,通过侧向挤压作用而使混凝土进入到相邻桩孔中,孔斜过大或塌孔严重未及时处理,而使桩位相连,这属于串桩问题。在处理上通常是隔孔钻探,在土层松软部位应使用保护圈护筒,填充混凝土,使用优质泥浆重新钻探。

四、应运而生的新技术——桩端后注浆钻孔灌注桩

1、基本概念:后注浆技术是国内外把地基处理灌浆技术引用到桩基,采取对桩端和桩侧实施压力注浆措施的技术。桩端后注浆是钻孔灌注桩的辅助工法,是从解决普通灌注桩出现的困难应运而生的新技术,实验研究表明,该技术显著提高了桩基的竖向承载力,离散性得到了有效的减小,应用范围比普通灌注桩更为广泛,特别适用于桩端进入密实粉土和粉细砂层较深的施工实际。

2、相关实验比较:有关普通灌注桩进行的测试得到的所加荷载与桩顶沉降量曲线(Q-S曲线)显示,当桩顶荷载加至一定的级别时,会出现沉降量急剧地增大现象(属于明显的破坏性形态);采用后注浆新技术进行实验,所加荷载与沉降量曲线(Q-S曲线)大多表现为缓变型,受到试验荷载作用,桩顶沉降无明显的转折点,基本上保持线性形态且没有明显的增大,说明该施工工艺其承载力潜力巨大。在相同的地质条件下进一步进行研究和实验后发现,采用该工艺形成的的单桩静载试验最大的加载量与普通灌注桩的极限承载力相比是后者的1.5倍,可以对其单桩承载力进行预估其值大约为最大加载量的1.3倍,从这两项数据可以看出其单桩极限承载力比普通灌注桩要大很多。

五、结束语:

在当前技术条件支持下,桩基础在建筑工程施工项目中的应用日益频繁与广泛,其出色的作用力承载能力以及良好的稳定性使其在整个施工项目建设中所起到的作用尤为关键。可以说,桩基工程施工技术的应用质量与整个工民建施工项目的整体质量是息息相关的。应用桩基工程施工技术需要特别关注桩基的选择与灌注施工作业,以此满足工民建施工项目的结构及质量要求。

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